Детали шатунной группы соединяют поршни, совершающие возвратно-поступательное движение, с вращающимся коленчатым валом. К деталям шатунной группы относятся шатун, крышки кривошипной головки с деталями крепления и шатунные подшипники.

Шатун передает усилия от поршня на коленчатый вал. Совершая сложное колебательное движение, шатун участвует в преобразовании возвратно-поступательного движения поршня во вращательное движение коленчатого вала. При осуществлении рабочего цикла шатун подвергается воздействию сил давления газов и инерционных сил, изменяющихся по величине и направлению.

К конструкции шатуна предъявляют следующие требования: высокие прочность и жесткость; простота конструкции; возможность прохода кривошипной головки через цилиндр при сборке двигателя.

Различают шатуны однорядных и многорядных двигателей.

По способу сочленения с шатунными шейками коленчатого вала шатуны ?образных двигателей могут быть трех видов:

смещенные — пара одинарных шатунов, кривошипные головки которых расположены на шейке вала;

центральные — узел, состоящий из вильчатого шатуна и внутреннего шатуна, оси кривошипных головок которых совпадают с осью шатунной шейки коленчатого вала;

сочлененные — узел, состоящий из главного шатуна, который соединен с шейкой вала, и прицепного шатуна, который соединен с проушинами главного шатуна пальцем.

Шатун имеет поршневую и кривошипную головки и стержень.

Поршневая головка шатуна, как правило, выполняется неразъемной. Конструкция поршневой головки зависит от размера и способа установки поршневого пальца.

При использовании поршневых пальцев плавающего типа в поршневые головки запрессовывают бронзовые втулки. Для смазывания поршневого пальца в верхней, менее нагруженной части головки выполнены отверстия или прорези. Стопорение втулки от проворачивания обеспечивается винтами или трубчатыми штифтами.

Стержень шатуна изготовляют двутаврового сечения с полками, перпендикулярными к плоскости качания шатуна. Такой стержень хорошо штампуется и имеет большую жесткость при относительно малой массе.

Кривошипная головка шатуна обычно изготовляется разъемной. Разъем кривошипной головки расположен в плоскости, перпендикулярной оси стержня, или под углом 30, 45 или 60° к оси стержня.

Шатунные подшипники современных автомобильных двигателей выполнены в виде вкладышей, конструкция и материалы которых аналогичны коренным подшипникам коленчатого вала.

Шатунные болты обеспечивают соединение крышки кривошипной головки с шатуном. Шатунные болты должны иметь простую геометрическую форму, в которой не должно быть резких переходов, приводящих к концентрации напряжения. Чистота обработки поверхностей должна быть высокой.

Шатуны карбюраторных двигателей изготовляют из углеродистых сталей марок 40 и 45 (ГОСТ 1050—74**), а также легированных сталей 45Г2, 40ХН (ГОСТ 4543—71*). Шатуны форсированных дизелей выполняют из сталей 45 (ГОСТ 1050—74**), 40Х, 45Х, 45Г2 (ГОСТ 4543—71*), а в отдельных конструкциях — из легированных сталей 18Х2Н4МА, 40ХН2МА (ГОСТ 4543—71*).

Шатунные болты автомобильных двигателей обычно изготовляют из хромистых сталей 38ХА, 40Х и 40ХН (ГОСТ 4543—71*), обладающих высокими механическими свойствами. В форсированных дизелях наиболее часто применяют стали марок 20ХНЗА, 40ХН2МА, 18Х2Н4МА (ГОСТ 4543—71*).

В группу деталей коленчатого вала входит коленчатый вал, противовесы, маховик, распределительная шестерня, шкив привода вспомогательных механизмов, узел осевой фиксации и детали маслоуплотняющих устройств.

Коленчатый вал воспринимает совершаемую в цилиндрах работу газов, перелает ее в виде крутящего момента на трансмиссию и приводит в действие различные механизмы и агрегаты двигателя. Условия работы вала отличаются значительными знакопеременными механическими нагрузками, большими силами трения в опорах и высокой скоростью вращения.

Сложные условия нагружения и необходимость равномерного изменения крутящего момента и равномерности хода двигателя определяют основные требования к конструкции коленчатых валов, которые должны обеспечить равномерное изменение крутящего момента, хорошую уравновешенность, высокую изгибную и крутильную жесткость, усталостную прочность, износостойкость трущихся поверхностей, умеренные напряжения от крутильных колебаний.

Основными элементами коленчатого вала являются коренные и шатунные шейки, щеки, устройства для отбора мощности и фиксации коленчатого вала, а также уплотнения. Коренные и шатунные шейки вместе со щеками образуют кривошипы коленчатого вала, число которых в однорядных двигателях равно числу цилиндров. В ?образных двигателях, где с каждой шатунной шейкой соединены два шатуна, число кривошипов вдвое меньше числа цилиндров.

Коленчатый вал обычно изготовляют в виде цельной штампованной или литой детали. В зависимости от числа опор различают полноопорные и неполноопорные валы. В первых коренные шейки выполняют после каждого цилиндра или отсека цилиндров.

Диаметр шатунных шеек для карбюраторных двигателей составляет, в автомобильных дизелях с наддувом, а относительная длина при последовательном расположении шатунов.

Для производства штампованных валов двигателей для автомобилей и тракторов используют углеродистые стали 40, 45 (ГОСТ 1050—74**), 50Г, 45Г2 (ГОСТ 4543—71*), а для двигателей повышенной мощности легированные стали 40Х, 40ХН, 30ХМА, 18Х2Н4МА, 18ХНМА, 40ХМ2МА (ГОСТ 4543—71*), обладающие повышенными значениями пределов выносливости. Чугунные валы отливают из высокопрочного легированного чугуна, имеющего структуру зернистого перлита со сфероидальным графитом.